ES2628443T3

ES2628443T3 - Método de fabricación compuesto que usa un conjunto de módulos compuestos

Info

Publication number: ES2628443T3
Application number: ES12151305.5T
Authority: ES
Inventors: Joseph D Brennan; Darrell D Jones; Kurtis S Willden
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2028-12-08
Also published as: JP2009137578A; US8916010B2; PT2444240T; EP2067611B1; KR20090060144A; CN101492098A; EP2444240A1; EP2067611A1; ES2382078T3; CN101492098B; EP2444240B1; ATE544582T1; JP5646141B2; US20090145545A1; KR101511384B1

Abstract

Un método para fabricar una estructura compuesta, comprendiendo el método: proporcionar una herramienta de curado (54); proporcionar una pluralidad de módulos compuestos (18) comprendiendo bordes de módulo en rampa; inspeccionar dichos módulos compuestos (18) con un sistema de inspección (46); situar los módulos compuestos (18) sobre la herramienta de curado (54) de manera que: cada uno de los módulos compuestos (18) sea adyacente a al menos otro de los módulos compuestos (18) de manera que los bordes de los módulos compuestos (18) adyacentes estén dispuestos en relación solapada cada uno con respecto a otro sobre la herramienta de curado (54), y los módulos compuestos (18) adyacentes se puedan vincular juntos; y curar los módulos compuestos (18) sobre la herramienta de curado (54) para formar la estructura compuesta; comprendiendo la compactación de cada módulo compuesto (18) contra una superficie de formación de módulo (43) generalmente convexa de un miembro de encaje de módulo (42) mediante la elevación de una plataforma de formación de módulo (25) contra la superficie de formación de módulo (43) del miembro de encaje de módulo (42) de manera que se facilita un contorno seleccionado a cada uno de dichos módulos compuestos (18), y después dicha inspección, antes de que cada módulo compuesto (18) se coloque sobre una superficie de colocación de módulo (57) de dicha herramienta de curado (54); en el que el sistema de inspección (46) es un sistema de inspección por escaneado que tiene un escáner (49) unido al miembro de encaje de módulo (42) y adaptado para atravesar la superficie de formación de módulo (43).

Description

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DESCRIPCION

Metodo de fabricacion compuesto que usa un conjunto de modulos compuestos Campo tecnico

La divulgacion se refiere generalmente a la produccion de aeronaves. La divulgacion, mas particularmente, se refiere a unos metodos y un aparato de fabricacion que utilizan modulos compuestos para fabricar componentes y estructuras.

Antecedentes

Algunos componentes de aeronaves comerciales modernas, tal como el revestimiento del fuselaje de una aeronave, por ejemplo, se pueden fabricar usando maquinas avanzadas de colocacion de fibras (AFP, advanced fiber placement). El proceso de referencia del uso de maquinas AFP para procesos de fabricacion de aeronaves puede requerir una elevada inversion de capital en la compra de varias maquinas AFP, herramientas, superficie de fabrica y personal. A las tasas de deposicion actuales de AFP (por ejemplo, aproximadamente 6,8 kg/h), puede ser necesario un gran numero de maquinas AFP para colocar la cantidad de material que se necesita para soportar las tasas de produccion aceptables de aeronaves comerciales.

Por lo tanto, se necesita un metodo de fabricacion que pueda tener una capacidad de tasa relativamente elevada y bajos requerimientos en materia de inversion de capital, y que no requiera operadores y programadores versados en la materia para su implementacion.

El documento WO 2006 118629 se refiere a un sistema para fabricar un artlculo compuesto que incluye un efector extremo, un vehlculo robotico, un sensor y un sistema de corte.

El documento WO 2004 078641 divulga una conexion entre compuestos con propiedades no compatibles y un metodo para preparar dichas conexiones. Los compuestos comprenden fibras de primer y segundo tipo, respectivamente, as! como resina. La conexion comprende una zona de transicion entre los compuestos que tienen una estructura por capas. La zona de transicion opcionalmente puede comprender un miembro de transicion y el miembro de transicion opcionalmente puede estar integrado por uno o varios de los compuestos.

La presente invencion se expone en las reivindicaciones independientes, con algunas caracterlsticas opcionales expuestas en las reivindicaciones dependientes de la misma.

Sumario

La divulgacion se dirige generalmente a un metodo de fabricacion compuesto. Una realizacion ilustrativa del metodo incluye proporcionar una pluralidad de modulos compuestos; inspeccionar los modulos compuestos; proporcionar una herramienta de curado; y situar los modulos compuestos sobre la herramienta de curado.

El metodo proporciona una alta tasa de produccion y requiere solo una menor inversion de capital. Por otra parte, el metodo de fabricacion puede no requerir de operadores y programadores versados en la materia para su implementacion.

Opcionalmente, dicha herramienta de curado comprende una llnea exterior de herramienta de moldeo.

Opcionalmente, dicha herramienta de curado comprende una llnea interior de herramienta de moldeo.

En otra realizacion, se proporciona una aeronave fabricada mediante el metodo modular de fabricacion compuesto.

En otra realizacion mas, se proporciona un metodo de fabricacion de una estructura compuesta, comprendiendo el metodo:

proporcionar una herramienta;

proporcionar una pluralidad de modulos; y

colocar los modulos en la herramienta de tal manera que:

cada uno de los modulos sea adyacente a al menos otro de los modulos; y

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que los modulos adyacentes sean vinculables entre si para formar una estructura compuesta.

Opcionalmente, dicha etapa de colocacion comprende colocar mas de un modulo sobre la herramienta sustancialmente al mismo tiempo.

Opcionalmente, la etapa de colocacion comprende colocar los modulos sobre la herramienta de una manera secuencial, comprendiendo el metodo ademas:

ejecutar un procedimiento posterior a la colocacion en uno de los modulos que se ha colocado sobre la herramienta mientras se esta colocando un subsiguiente modulo en la herramienta.

Opcionalmente, dicha etapa de ejecucion incluye inspeccionar uno de los modulos que se ha colocado en la herramienta.

Opcionalmente, dicha etapa de ejecucion incluye trabajar en una junta formada entre modulos adyacentes. Opcionalmente, el metodo ademas comprende el curado de la estructura compuesta.

En otra realizacion, se proporciona un metodo de fabricacion de una estructura compuesta, comprendiendo el metodo:

preparar un modulo para apilarlo sobre una herramienta; y

colocar en la herramienta un modulo que ya se haya preparado de acuerdo con dicha etapa de preparacion;

dichas etapas de preparacion y de apilado se pueden ejecutar sustancialmente al mismo tiempo.

Opcionalmente, dicha etapa de colocacion comprende la colocacion de una pluralidad de modulos sobre la herramienta de tal manera que al menos dos de los modulos se puedan colocar en la herramienta sustancialmente al mismo tiempo.

Opcionalmente, dicha etapa de colocacion comprende la colocacion de una pluralidad de los modulos sobre la herramienta de curado de una manera secuencial, comprendiendo ademas el metodo:

ejecutar un procedimiento posterior a la colocacion sobre al menos uno de los modulos que se ha colocado sobre la herramienta mientras se esta colocando un modulo subsiguiente sobre la herramienta;

dicho procedimiento posterior a la colocacion comprende un procedimiento de inspection;

en el que dicha etapa de ejecucion y dicha etapa de colocacion de un modulo subsiguiente se pueden ejecutar sustancialmente al mismo tiempo.

Opcionalmente, dicha etapa de ejecucion incluye trabajar sobre una junta formada entre unos modulos colocados de forma adyacente.

En una realizacion mas, se proporciona un metodo de fabricacion de una estructura compuesta utilizando una pluralidad de modulos prefabricados, comprendiendo el metodo:

preparar uno de los modulos para su apilado;

apilar uno de los modulos preparados; y

llevar a cabo un procedimiento posterior al apilado sobre uno de los modulos apilados;

en el que dichas etapas de preparacion, apilado y de llevar a cabo se realizan sustancialmente al mismo tiempo. Opcionalmente, el metodo comprende ademas las etapas de:

apilar una pluralidad de modulos de manera que al menos dos de los modulos se apilan sustancialmente al mismo tiempo o de una manera secuencial; y

ejecutar un procedimiento de inspeccion sobre al menos uno de la pluralidad de modulos que se han apilado, o un

procedimiento de union entre modulos apilados de manera adyacente mientras que se apila un modulo subsiguiente en el que dicha etapa de ejecucion y dicha etapa de apilado de un modulo subsiguiente se ejecutan sustancialmente al mismo tiempo.

Breve descripcion de las ilustraciones

5 La figura 1 es una vista superior esquematica de un sistema de fabricacion que es adecuado para la implementacion de una realizacion ilustrativa del metodo de fabricacion del revestimiento de fuselaje compuesto modular.

La figura 2 es una vista en perspectiva de un sistema de fabricacion que es adecuado para la implementacion de una realizacion ilustrativa del metodo de fabricacion del revestimiento de fuselaje compuesto modular.

La figura 3 es una vista del extremo de una maquina SADL (localizador doblador semiautomatizado, semi-automated 10 doubler locator), una maquina de recogida y localization y una herramienta de curado.

La figura 4 es un diagrama de flujo que resume una realizacion ilustrativa del metodo de fabricacion del revestimiento de fuselaje compuesto modular.

La figura 5 es un diagrama de flujo de una metodologla de production y de mantenimiento de aeronaves.

La figura 6 es un diagrama de bloques de una aeronave.

15 La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra realizaciones para la fabricacion de estructuras compuestas.

La figura 8 ilustra realizaciones adicionales para la fabricacion de estructuras compuestas.

La figura 9 es una vista en section transversal de unos modulos compuestos colocados de manera adyacente. Descripcion detallada

Haciendo referencia inicialmente a las figuras 1-3 de los dibujos, se indica generalmente con la referencia numerica 20 1 un sistema de fabricacion que es adecuado para la implementacion de una realizacion ilustrativa del metodo de

fabricacion compuesto modular. El sistema de fabricacion 1 se muestra en vista superior en la figura 1 y en vista en perspectiva en la figura 2. El metodo de fabricacion compuesto modular puede utilizar un equipamiento simple, del tamano correcto para permitir la colocation de materiales compuestos en procesos paralelos en lugar de en serie como parte de la fabricacion de fuselajes de aeronaves compuestos u otras piezas. El uso de un enfoque de un 25 proceso paralelo a la lamination automatizada de los modulos del revestimiento del fuselaje de una aeronave u otras piezas puede reducir drasticamente el tiempo del flujo requerido para fabricar una sola pieza. Esto puede reducir la inversion de capital, la superficie de fabrica y el personal de soporte que se requiere para la fabricacion de revestimientos compuestos de fuselaje de aeronaves y otras piezas. Ademas, el metodo se puede usar en la fabricacion de piezas planas apiladas compuestas tales como revestimientos de fuselaje de aeronaves, por ejemplo 30 y sin limitation o piezas contorneadas apiladas compuestas tales como revestimientos de alas de aeronaves y estabilizadores, por ejemplo y sin limitacion. El metodo se puede usar para fabricar paneles, secciones de cuartos, medias secciones de fuselaje, secciones de mas de medio fuselaje o secciones de barril entero.

Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, el sistema de fabricacion 1 puede incluir una o multiples maquinas de apilado plano de cinta (FTLM) 2 para facilitar la fabricacion de piezas planas apiladas compuestas tales como 35 revestimientos de fuselaje de aeronaves, por ejemplo y sin limitacion. Adicional o alternativamente, el sistema de fabricacion 1 puede incluir una o multiples maquinas de apilado de tipo contorno (CTLM, contour type layup machines) (no mostrado) para facilitar la fabricacion de piezas contorneadas apiladas compuestas tales como el revestimiento del ala de una aeronave, el revestimiento del morro y/o el revestimiento de la cola, por ejemplo y sin limitacion. La FTLM y la CTLM puede tener un diseno conocido por los expertos en la materia. Aunque una 40 estructura ejemplar y un metodo de funcionamiento para la FTLM 2 se describiran a continuation, se reconocera y entendera que el mismo metodo de funcionamiento se puede utilizar con respecto a una o mas CTLM ademas de o en lugar de las FTLM 2.

Cada FTLM 2 puede incluir un par de rieles de carril 3 de bastidor generalmente alargados, paralelos y separados entre si. Un bastidor de carro 4 puede abarcar y adaptarse para atravesar bidireccionalmente los rieles de carril 3 del 45 bastidor. El bastidor de carro 4 puede incluir un par de miembros 5 del bastidor de carro generalmente alargados, paralelos y separados entre si. Los miembros 5 del bastidor de carro se pueden orientar en relation generalmente perpendicular con respecto a los rieles de carril 3 del bastidor.

Un carro de corte 6 se puede adaptarse para atravesar bidireccionalmente los miembros 5 de bastidor del carro del

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bastidor de carro 4. Un motor de carro (no mostrado) puede acoplarse con el carro de corte 6 para facilitar el movimiento del carro de corte 6 sobre el bastidor de carro 4. Un dispositivo de corte 7 se puede proporcionar sobre el carro de corte 6. En algunas realizaciones, el dispositivo de corte 7 puede ser un cuchillo ultrasonico, aunque alternativamente se pueden usar instrumentos de corte alternativos conocidos por los expertos en la materia y adecuados para este proposito.

Un carril de rotacion 10 de la plataforma de transferencia, que puede ser circular o anular, se puede proporcionar entre los rieles de carril 3 del bastidor y por debajo del bastidor de carro 4. Una plataforma de transferencia 14 se puede proporcionar de forma desmontable sobre el carril de rotacion 10 de la plataforma de transferencia. La plataforma de transferencia 14 generalmente puede tener una forma cuadrada. Las porciones de esquina 14a de la plataforma de transferencia 14 pueden encajar de manera deslizable o rotativa con el carril de rotacion 10 de la plataforma de transferencia segun los conocimientos de los expertos en la materia, tal como a traves de rodillos (no mostrados), por ejemplo y sin limitacion. Como se describira a continuacion, una hoja portadora 16 se puede colocar sobre la plataforma de transferencia 14. Un modulo compuesto 18 se puede colocar sobre la hoja portadora 16. La plataforma de transferencia 14 se puede rotar sobre el carril de rotacion 10 de la plataforma de transferencia, el bastidor de carro 4 se puede mover a lo largo de los rieles de carril 3 del bastidor y el carro de corte 6 se puede mover a lo largo de los miembros 5 de bastidor de carro del bastidor de carro 4 para facilitar el corte del modulo compuesto 18 a lo largo un eje o ejes seleccionados poniendo en funcionamiento el dispositivo de corte 7.

Tal como se muestra en las figuras 1-3, el sistema de fabricacion 1 tambien puede incluir una maquina SADL (localizador doblador semiautomatizado, Semi-Automated Doubler Locator) 22. La maquina SADL 22 puede incluir un pedestal 23 que se puede hacer portatil mediante multiples ruedas 24 de pedestal. Una plataforma de formacion de modulo 25 se puede proporcionar sobre el pedestal 23. La plataforma de formacion de modulo 25 se puede adaptar para recibir y soportar una hoja portadora 16 sobre la que se tiende un modulo compuesto 18 con los objetivos que se describiran a continuacion.

Como se muestra ademas en las figuras 1-3, el sistema de fabricacion 1 puede incluir ademas una maquina de recogida y colocacion 30. Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, la maquina de recogida y colocacion 30 se puede situar generalmente adyacente a la maquina SADL 22. Como se muestra adicionalmente en la figura 1, en algunas realizaciones se puede proporcionar una maquina SADL 22 en o generalmente adyacente a los extremos respectivos de la maquina de recogida y colocacion 30. La maquina de recogida y colocacion 30 puede incluir una grua de portico 31 que tiene un par de rieles 32 generalmente alargados, paralelos y separados entre si. Cada riel 32 de la grua de portico 31 puede estar soportado por multiples soportes 33 de riel separados entre si tal como se muestra en la figura 3. Al menos un carro de cabezal 36 de colocacion puede abarcar y encajar de manera deslizable con los rieles 32 de la grua de portico 31. Cada carro de cabezal 36 de colocacion se puede adaptar para desplazarse bidireccionalmente sobre los rieles 32, tal como indica la flecha 8 de doble punta en la figura 1. Un motor de carro (no mostrado) se puede encajar con cada carro de cabezal 36 de colocacion para facilitar el movimiento del carro de cabezal 36 de colocacion sobre los rieles 32.

Tal como se muestra en las figuras 2 y 3, una cabeza de colocacion de modulo 40 se puede suspender desde cada carro de cabezal 36 de colocacion. La cabeza de colocacion de modulo 40 puede incluir un vastago de cabezal 41 y un miembro de encaje de modulo 42 generalmente curvo o arqueado. El vastago de cabezal 41 de la cabeza de colocacion de modulo 40 puede estar unido al carro de cabezal 36 de colocacion usando cualquier tecnica adecuada conocida por los expertos en la materia. En algunas realizaciones, al menos una brida de montaje 37 de cabezal se extiende desde el carro de cabezal 36 de colocacion. Al menos una abrazadera de sujecion 44 de modulo se extiende desde el vastago de cabezal 41. La abrazadera de sujecion 44 de modulo se puede conectar a al menos una brida de montaje 37 del cabezal mediante un miembro de fijacion 38 del cabezal.

Como se muestra ademas en las figuras 2 y 3, el miembro de encaje de modulo 42 de la cabeza de colocacion de modulo 40 puede incluir una superficie de formacion de modulo 43 generalmente convexa. Un escaner 49 de un sistema de inspeccion por escaneado 46 se puede adaptar para atravesar la superficie de formacion de modulo 43 del miembro de encaje de modulo 42. El escaner 49 puede estar unido al miembro de encaje de modulo 42 segun los conocimientos de los expertos en la materia con este objetivo. En algunas realizaciones, una ranura de escaner 47 generalmente alargada y curvada se puede proporcionar en el miembro de encaje de modulo 42 generalmente adyacente a, y a lo largo de, la superficie de formacion de modulo 43. Una abrazadera de escaner 48 puede encajar con la ranura de escaner 47 para atravesar la ranura de escaner 47. El escaner 49 se puede proporcionar sobre la abrazadera de escaner 48. Un motor de escaner (no mostrado) puede encajar con la abrazadera de escaner 48 para facilitar el movimiento selectivo de la abrazadera de escaner 48 en la ranura de escaner 47 y el escaner 49 a lo largo de, y adyacente a, la superficie de formacion de modulo 43 del miembro de encaje de modulo 42. Un sistema de analisis de inspeccion y de control (no mostrado) se puede conectar al motor de escaner (no mostrado) y al escaner 49 para facilitar el movimiento de escaneado del escaner 49 y recuperar y analizar imagenes recibidas desde el escaner 49.

El sistema de fabricacion 1 puede ademas incluir una herramienta de curado, un mandril o un molde 54. La herramienta de curado 54 puede ser una herramienta de curado OML (llnea externa del molde, Outer Mold Line) o

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una IML (ilnea interna de molde, Inner Mold Line), por ejemplo y sin limitacion. Tal como se muestra en las figuras 1, 2 y 3, la herramienta de curado 54 se puede situar generalmente adyacente a la maquina SADL 22 y entre los rieles 32 de la maquina de recogida y colocacion 30. Tal como se muestra en la figura 3, en algunas realizaciones la herramienta de curado 54 puede incluir una base de herramienta 55 y lados de herramienta 56 generalmente paralelos y separados que se extienden desde la base de herramienta 55. Una superficie de colocacion de modulo 57 generalmente curvada o semicircular se puede proporcionar en la base de herramienta 55 y los lados de herramienta 56 y se puede extender a lo largo de la longitud de la herramienta de curado 54. Sin embargo, se reconocera y entendera que la herramienta de curado 54 (tal como en el caso de herramientas de curado IML, por ejemplo) no necesita tener necesariamente una seccion transversal enteramente cillndrica o semicillndrica tal como se muestra con respecto a la superficie de colocacion de modulo 57 de la herramienta de curado 54. En circunstancias en las que se desea utilizar el metodo de fabricacion sobre cuartos de panel, por ejemplo y sin limitacion, se podrlan utilizar las herramientas de curado 54 que tienen tanto una configuration OML como IML. Ademas, la herramienta de curado 54 puede configurarse como un molde de ala o de estabilizador, una herramienta, una herramienta de curado o como cualquier configuracion dependiendo de la pieza que se tenga que fabricar.

En la implementation habitual del metodo de fabricacion compuesto modular, el metodo se puede usar para fabricar un revestimiento 60 del fuselaje de una aeronave (figura 1) usando los multiples modulos compuestos 18. Dependiendo de la aplicacion y de la pieza que se tiene que fabricar, cada modulo 18 puede incluir cualquier combination de fibra de carbono unidireccional preimpregnada; tejido de fibra de carbono preimpregnado; fibra de vidrio; KEVLAR® poli (p-fenilentereftalamida); u otros materiales. Cada modulo 18 puede tener al menos una capa. Una hoja portadora 16, sobre la que se puede tender un modulo compuesto 18, se puede colocar inicialmente sobre una plataforma de transferencia 14. La plataforma de transferencia 14 se puede colocar sobre el carril anular de rotation 10 de la plataforma de transferencia de una FTLM 2. El dispositivo de corte 7 sobre el carro de corte 6 se puede hacer funcionar para recortar o cortar el modulo compuesto 18 a las dimensiones y forma deseadas. Durante la operation de recorte, corte o modulation, el modulo compuesto 18 se puede colocar en orientaciones seleccionadas con respecto al dispositivo de corte 7 mediante el movimiento del carro de corte 6 a lo largo de los miembros 5 de bastidor de carro del bastidor de carro 4; el movimiento del bastidor de carro 4 a lo largo de los rieles de carril 3 del bastidor; y/o la rotacion de la plataforma de transferencia 14 sobre el carril de rotacion 10 de la plataforma de transferencia. Cada FTLM 2 puede facilitar la modulacion a alta velocidad de los modulos compuestos 18 que son para formar el revestimiento 60 del fuselaje de una aeronave usando tecnologla de recorte de red.

Despues de recortar o cortar del modulo compuesto 18, la plataforma de transferencia 14, sobre la que se tiende la hoja portadora 16 y el modulo compuesto 18 recortado o cortado, se puede retirar del carril de rotacion 10 de la plataforma de transferencia. La plataforma de transferencia 14 se puede transportar desde la FTLM 2 a una de las maquinas SADL 22. La retirada de la plataforma de transferencia 14 desde la rejilla de rotacion 10 de la plataforma de transferencia y/o el transporte de la plataforma de transferencia 14 puede ser automatizada o manual. En la maquina SADL 22, la hoja portadora 16 se puede retirar de la plataforma de transferencia 14 y colocar sobre la plataforma de formation de modulo 25 de la maquina SADL 22. La hoja portadora 16 puede estar provista de multiples aberturas de herramientas / de indexation (no mostradas) que se pueden indexar en la maquina SADL 22 para facilitar el posicionamiento y colocacion adecuados de la hoja portadora 16 sobre la plataforma de formacion de modulo 25.

El carro de cabezal 36 de colocacion puede despues ponerse en funcionamiento para deslizarse a lo largo de los rieles 32 sobre la grua de portico 31 de la maquina de recogida y colocacion 30 para posicionar el miembro de encaje de modulo 42 de la cabeza de colocacion de modulo 40 directamente sobre el modulo compuesto 18. La plataforma de formacion de modulo 25 de la maquina SADL 22 puede entonces elevarse contra la superficie de formacion de modulo 43 del miembro de encaje de modulo 42 para formar o contornear el modulo compuesto 18 plano al contorno generalmente convexo de la superficie de formacion de modulo 43, tal como se indica con la llnea de puntos en la figura 3, mediante un proceso de compactacion de modulo. Se puede automatizar la formacion y contorneado del modulo 18 en la superficie de formacion de modulo 43 del miembro de encaje de modulo 42. Se pueden transportar modulos compuestos 18 adicionales desde la maquina FTLM 2 hasta la plataforma de formacion de modulo 25 de la maquina SADL 22 y formarse en la superficie de formacion de modulo 43 del miembro de encaje de modulo 42 de un modo laminado o multicapa cuando se necesita alcanzar un espesor deseado del revestimiento 60 del fuselaje de una aeronave (figura 1). Por consiguiente, se pueden colocar sucesivos modulos compuestos 18 unos encima de otros para formar un modulo 18 laminado que tenga multiples capas. Dependiendo de la aplicacion, la cabeza de colocacion de modulo 40 puede colocar capas de fibra continuas o capas de tejido continuas en conjuncion con capas tejidas de los modulos compuestos 18. En algunas aplicaciones, los modulos 18 adyacentes se pueden acoplar entre si segun los conocimientos de los expertos en la materia. Se reconocera y entendera que los modulos compuestos 18 no siempre necesitan formarse sobre la superficie de formacion de modulo 43 del miembro de encaje de modulo 42 sobre la cabeza de colocacion de modulo 40. En el caso de una herramienta de curado IML 54, los modulos 18 se pueden formar directamente sobre la herramienta de curado 54 o sobre otras capas de revestimiento usando la maquina SADL 22.

Despues de que el numero deseado de modulos compuestos 18 se haya organizado sobre la cabeza de colocacion de modulo 40 de la maquina de recogida y colocacion 30, el escaner 49 del sistema de inspection por escaneado 46

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se puede hacer funcionar para atravesar la superficie de formation de modulo 43 del miembro de encaje de modulo 43 con el objetivo de inspeccionar los modulos compuestos 18. Los modulos compuestos 18 defectuosos se pueden retirar de la cabeza de colocation de modulo 40 y se pueden remplazar con modulos compuestos 18 no defectuosos. La inspection de los modulos 18 sobre la cabeza de colocacion de modulo 40 puede ser un proceso automatizado.

El carro de cabezal 36 de colocacion de la maquina de recogida y colocacion 30 puede entonces ponerse en funcionamiento para atravesar los rieles 32 sobre la grua de portico 31 de la maquina de recogida y colocacion 30 y facilitar la colocacion precisa de los modulos compuestos 18 apilados, laminados, comprimidos e inspeccionados en la ubicacion deseada sobre la superficie de colocacion de modulo 57 (figura 3) de la herramienta de curado 54. Los modulos 18 apilados, laminados y comprimidos adicionales se pueden formar de un modo similar y colocar en las ubicaciones deseadas sobre la superficie de colocacion de modulo 57 para formar el revestimiento 60 del fuselaje de una aeronave. Los bordes de modulo 19 de modulos 18 adyacentes pueden ser en rampa y solaparse mediante una union a bisel (no mostrada) o de empalme en rampa (no mostrada) hasta que el revestimiento 60 del fuselaje de una aeronave se haya apilado completamente.

Refiriendose a continuation al diagrama de flujo 300 de la figura 4, se resume una realization ilustrativa de un metodo de fabrication compuesto modular. El metodo se puede usar para fabricar un revestimiento del fuselaje de una aeronave que tiene un espesor deseado, por ejemplo y sin limitation. En el bloque 302, se puede apilar un modulo compuesto. El modulo puede ser un modulo de revestimiento del fuselaje de una aeronave que se puede usar para fabricar una estructura tal como un revestimiento del fuselaje de una aeronave, por ejemplo y sin limitacion, y se puede apilar usando una FTLM (maquina de apilado de cinta plana), por ejemplo y sin limitacion. Adicionalmente o alternativamente, el modulo se puede usar para fabricar una estructura tal como el revestimiento del ala de una aeronave, el revestimiento del morro o el revestimiento de la cola, por ejemplo y sin limitacion, en cuyo caso el modulo se puede apilar usando una CTLM (maquina de apilado de cinta de contorno). En el bloque 304, el modulo se puede transferir a una maquina SADL (localizador doblador semiautomatizado). En el bloque 306, el modulo se puede formar en el contorno de un revestimiento del fuselaje de una aeronave u otra estructura. En el bloque 308, las etapas llevadas a cabo en los bloques 302, 304 y 306 se pueden repetir para formar un espesor deseado del revestimiento del fuselaje de una aeronave u otra estructura. En el bloque 310, los modulos se pueden inspeccionar. En el bloque 312, los modulos apilados o laminados se pueden apilar sobre una herramienta de curado. La herramienta de curado puede ser una herramienta de curado OML (llnea externa de molde) o IML (llnea interna de molde), por ejemplo y sin limitacion. En el bloque 314, las etapas llevadas a cabo en los bloques 302, 304, 306, 308, 310 y 312 se pueden repetir tantas veces como sea necesario para apilar completamente el revestimiento del fuselaje de una aeronave u otra estructura.

En referencia ahora a las figuras 5 y 6, se pueden usar realizaciones de la divulgation en el contexto de un metodo de production y servicio 78 de aeronaves tal como se muestra en la figura 5 y una aeronave 94 tal como se muestra en la figura 6. Durante la preproduccion, el metodo 78 ejemplar puede incluir especificacion y un diseno 80 de la aeronave 94 y la adquisicion de material 82. Durante la produccion, tiene lugar la fabricacion 84 de componentes y subconjuntos y una integration 86 del sistema de la aeronave 94. A continuacion, la aeronave 94 puede pasar por una certification y entrega 88 con el fin de ponerla en servicio 90. Mientras que esta en servicio por parte de un cliente, se puede programar la aeronave 94 para un mantenimiento y servicio 92 rutinarios (que pueden ademas incluir la modification, la reconfiguration, la renovation y demas).

Cada uno de los procesos del metodo 78 se puede ejecutar o llevar a cabo por un sistema integrador, un tercero y/o un operador (por ejemplo, un cliente). A efectos de esta description, un integrador de sistemas puede incluir sin limitacion cualquier numero de fabricantes de aeronaves y subcontratas de sistemas principales; un tercero puede incluir sin limitacion cualquier numero de proveedores, subcontratas y suministradores; y un operador puede ser una llnea aerea, una empresa de arrendamiento, una entidad militar, una organization de servicios y demas.

Tal como se muestra en la figura 6, la aeronave 94 producida mediante el metodo 78 ejemplar puede incluir un armazon de aeronave 98 con una pluralidad de sistemas 96 y un interior 100. Los ejemplos de sistemas 96 de alto nivel incluyen uno o mas de un sistema de propulsion 102, un sistema electrico 104, un sistema hidraulico106 y un sistema ambiental 108. Se puede incluir cualquier cantidad de otros sistemas. Si bien se muestra un ejemplo aeroespacial, los principios de la invention pueden aplicarse a otras industrias, tal como la industria automotriz.

El aparato aqul realizado puede emplearse durante una cualquiera o mas de las fases del metodo de produccion y servicio 78. Por ejemplo, los componentes o subconjuntos correspondientes a la produccion pueden fabricarse de manera similar a los componentes o subconjuntos producidos mientras la aeronave 94 esta en servicio. Ademas, se pueden utilizar una o mas realizaciones del aparato durante las etapas de produccion 84 y 86, por ejemplo, acelerando sustancialmente el montaje de una aeronave 94 o reduciendo su costo. De una manera similar, pueden utilizarse una o mas realizaciones del aparato mientras la aeronave 94 esta en servicio, por ejemplo y sin limitacion, para el mantenimiento y servicio 92.

Como se ha mencionado anteriormente, el metodo de fabricacion compuesto modular puede utilizar equipos del tamano adecuado para permitir apilar los materiales compuestos en procesos paralelos en lugar de en serie como

parte de la fabricacion de fuselajes compuestos de aeronaves u otras piezas. En este sentido, se hace referenda a las figuras 7 y 8. Segun un numero de realizaciones, un metodo 700 de fabricacion de una estructura compuesta puede incluir situar 702 una pluralidad de los modulos 18 sobre la herramienta 54 de manera que cada uno de los modulos 18 es adyacente a al menos otro de los modulos 18, tal como se muestra en la figura 9 y de manera que los 5 modulos 18 adyacentes se pueden vincular entre si, tal como en una junta 704, para formar una estructura compuesta.

En algunas de las realizaciones, se puede colocar mas de un modulo 18 sobre la herramienta 54 sustancialmente al mismo tiempo; en tales realizaciones, se puede proporcionar una pluralidad de las plataformas de transferencia 14. Ademas, en la formacion de la estructura compuesta, los modulos 18 se pueden colocar sobre la herramienta 54 de 10 una forma sustancialmente secuencial, con un procedimiento posterior a la colocacion 706 que se desempena sobre uno de los modulos 18 que ya se ha colocado sobre la herramienta 18 (tal como se indica mediante la nota n-2 en la figura 8) mientras un modulo 18 subsiguiente se coloca sobre la herramienta 564 (tal como se indica mediante la nota n-1 en la figura 8). En varias realizaciones, se pueden llevar a cabo la etapa de colocacion 702 y la etapa del proceso posterior a la colocacion 706 mientras se prepara 708 un modulo 18 subsiguiente para su colocacion (tal 15 como se indica mediante la nota n en la figura 8).

En cuanto a la ejecucion de un procedimiento posterior a la colocacion 706, este puede incluir la inspection 710 de uno de los modulos 18 que ya se ha colocado sobre la herramienta 18 (tal como se indica mediante la nota n-2 en la figura 8). La ejecucion 706 de un procedimiento posterior a la colocacion puede ademas incluir trabajar sobre la junta 704 formada entre modulos 18 adyacentes. En algunas de las realizaciones tal como las que se muestran en las 20 figuras 7 y 8, el metodo 700 de fabricacion puede incluir la ejecucion, por ejemplo, de las etapas de inspeccion 710 y la etapa del proceso posterior a la colocacion 706 sobre diferentes modulos 18 colocados sustancialmente al mismo tiempo

En varias realizaciones, situar 702 un modulo 18 sobre una herramienta 54 puede incluir la carga 712 de un modulo 18 sobre una plataforma de transferencia 14, la indexation 714 del modulo cargado en una position adecuada, y/o 25 despues el apilado 716 del modulo sobre la herramienta 54. Despues de que todos los modulos 18 se hayan situado sobre la herramienta 54 y de que se haya llevado a cabo cualquier proceso de colocacion 706 subsiguiente, entonces la estructura puede curarse.

Aunque las realizaciones de esta divulgation se han descrito con respecto a ciertas realizaciones ejemplares, se ha de entender que las realizaciones especlficas tienen fines ilustrativos y no limitativos, pues los expertos en la materia 30 podran hallar otras variaciones.

Los aspectos y las caracterlsticas de la presente divulgacion se exponen en las siguientes clausulas numeradas que contienen la materia objeto de las reivindicaciones de la solicitud de patente europea relativa tal como se presento inicialmente:

1. Un metodo de fabricacion compuesto modular, que comprende:

35 proporcionar una pluralidad de modulos compuestos;

inspeccionar dichos modulos compuestos; proporcionar una herramienta de curado; y

situar dichos modulos compuestos sobre dicha herramienta de curado.

2. El metodo de la clausula 1 que ademas comprende facilitar un contorno seleccionado para cada uno de dichos

40 modulos compuestos.

3. El metodo de la clausula 2 que ademas comprende el corte de dichos modulos compuestos anteriormente a dicha facilitation de un contorno seleccionado para cada uno de dichos modulos compuestos.

4. El metodo de la clausula 1 en el que cada uno de dicha pluralidad de modulos compuestos comprende al menos una capa.

45 5. El metodo de la clausula 1 que ademas comprende el acoplado de modulos adyacentes de dicha pluralidad de

modulos compuestos entre si.

6. El metodo de la clausula 1 que ademas comprende situar sucesivos modulos de dicha pluralidad de modulos compuestos unos sobre otros para formar una pluralidad de capas.

7. El metodo de la clausula 1 en el que dichos modulos compuestos comprenden bordes de modulo en rampa dispuestos en relacion de solape con respecto unos a otros sobre dicha herramienta de curado.

8. El metodo de la clausula 1 en el que cada uno de dichos modulos compuestos incluye cualquier combinacion de una fibra de carbono unidireccional preimpregnada, un tejido de fibra de carbono, fibra de vidrio, un tejido de fibra de

5 vidrio, poli (p-fenilentereftalamida) o un tejido poli (p-fenilentereftalamida).

9. El metodo de la clausula 1 en el que dicha inspeccion de dichos modulos compuestos comprende proporcionar un sistema de inspeccion por escaneado y escanear dichos modulos compuestos poniendo en funcionamiento dicho sistema de inspeccion por escaneado.

10. El metodo de la clausula 1 en el que dicha herramienta de curado comprende una base de herramienta y lados 10 de herramienta separados que se extienden desde dicha base de herramienta y una superficie de colocacion de

modulo generalmente concava proporcionada en dichos lados de herramienta y dicha base de herramienta y en el que dicha colocacion de dichos modulos compuestos sobre dicha herramienta de curado comprende situar dichos modulos compuestos sobre dicha superficie de colocacion de modulo.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Un metodo para fabricar una estructura compuesta, comprendiendo el metodo: proporcionar una herramienta de curado (54);

proporcionar una pluralidad de modulos compuestos (18) comprendiendo bordes de modulo en rampa; inspeccionar dichos modulos compuestos (18) con un sistema de inspeccion (46); situar los modulos compuestos (18) sobre la herramienta de curado (54) de manera que:

cada uno de los modulos compuestos (18) sea adyacente a al menos otro de los modulos compuestos (18) de manera que los bordes de los modulos compuestos (18) adyacentes esten dispuestos en relacion solapada cada uno con respecto a otro sobre la herramienta de curado (54), y

los modulos compuestos (18) adyacentes se puedan vincular juntos; y

curar los modulos compuestos (18) sobre la herramienta de curado (54) para formar la estructura compuesta;

comprendiendo la compactacion de cada modulo compuesto (18) contra una superficie de formacion de modulo (43) generalmente convexa de un miembro de encaje de modulo (42) mediante la elevacion de una plataforma de formacion de modulo (25) contra la superficie de formacion de modulo (43) del miembro de encaje de modulo (42) de manera que se facilita un contorno seleccionado a cada uno de dichos modulos compuestos (18), y despues dicha inspeccion, antes de que cada modulo compuesto (18) se coloque sobre una superficie de colocacion de modulo (57) de dicha herramienta de curado (54);

en el que el sistema de inspeccion (46) es un sistema de inspeccion por escaneado que tiene un escaner (49) unido al miembro de encaje de modulo (42) y adaptado para atravesar la superficie de formacion de modulo (43).
2. El metodo de la reivindicacion 1 en el que dicha etapa de colocacion comprende situar mas de un modulo compuesto (18) sobre la herramienta de curado (54) al mismo tiempo sustancialmente.
3. El metodo de la reivindicacion 1 en el que la etapa de colocacion comprende situar los modulos compuestos (18) sobre la herramienta de curado (54) de una manera secuencial, comprendiendo el metodo ademas:

ejecutar un procedimiento posterior a la colocacion sobre uno de los modulos compuestos (18) que se ha colocado sobre la herramienta de curado (54) mientras un modulo compuesto (18) subsiguiente se coloca sobre la herramienta de curado (54).
4. El metodo de la reivindicacion 3 en el que dicha etapa de ejecucion incluye inspeccionar uno de los modulos compuestos (18) que se ha colocado sobre la herramienta de curado (54).
5. El metodo de la reivindicacion 4 en el que dicha inspeccion de dichos modulos compuestos (18) comprende proporcionar un sistema de inspeccion por escaneado (46) y escanear dichos modulos compuestos (18) poniendo en funcionamiento dicho sistema de inspeccion por escaneado (46).
6. El metodo de la reivindicacion 3 en el que dicha etapa de ejecucion incluye trabajar sobre una junta formada entre modulos compuestos (18) adyacentes.
7. El metodo de la reivindicacion 1 en el que cada uno de dichos modulos compuestos (18) incluye cualquier combinacion de una fibra de carbono unidireccional preimpregnada, un tejido de fibra de carbono, fibra de vidrio, un tejido de fibra de vidrio, poli (p-fenilentereftalamida) o un tejido poli (p-fenilentereftalamida).
8. El metodo de la reivindicacion 1 en el que dicha herramienta de curado (54) comprende una base de herramienta (55), lados de herramienta (56) separados que se extienden desde dicha base de herramienta (55) y una superficie de colocacion de modulo (57) proporcionada en dichos lados de herramienta (56) y dicha base de herramienta (55), y en el que dicha colocacion de dichos modulos compuestos (18) sobre dicha herramienta de curado (54) comprende situar dichos modulos compuestos (18) sobre dicha superficie de colocacion de modulo (57).